[發明專利]仿真系統中仿真結果的檢驗和狀態確定方法

無效

• 申請號: 200810227592.5
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號: CN101430736A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 傅惠民;鄔文娟
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于仿真系統檢驗技術領域，具體涉及一種對仿真系統的仿真結果進行小樣本檢驗和狀態確定的方法。

背景技術

如何對仿真系統進行確認、如何對仿真結果進行檢驗，對這些問題的研究至今已有30多年的歷史了。近十幾年來，仿真系統的正確性和可信性問題在國內外仿真界受到了越來越多的關注。但是，總的來說，這方面的研究與應用工作進展還是比較緩慢的。迄今為止，尚未形成一套完整而行之有效的仿真系統檢驗的理論和方法。

仿真技術作為當代信息技術的前沿學科而被廣泛地應用，其正確性與可信性則是仿真技術永恒的生命線。對仿真系統正確性與可信性的研究，就是為了回答該仿真系統到底有沒有用、敢不敢用和到底有多大用的問題。在提高仿真技術的同時，更應該加強對其正確性與可信性的研究。這對加速產品的研制定型，提高性能，縮短研制周期，節省人力，節約經費都具有重要的意義。目前，國內外已有的仿真結果檢驗方法主要有Bayes方法、置信區間法、試驗比對方法，但是，它們都存在著不足，而不能很好地解決仿真結果的檢驗問題。

(1)Bayes方法

Bayes方法是一種基于未知分布參數的驗前信息及樣本信息的統計推斷方法。雖然適合于小樣本條件下仿真結果的檢驗，但是利用Bayes方法的關鍵是先驗分布的選取，而先驗分布的選取往往具有較強的主觀性，因而使用Bayes方法也容易引起爭議。并且，對于先驗分布的物理解釋與理論證明還需要進一步研究。

(2)置信區間法

置信區間法通過判斷試驗結果是否落在仿真結果的置信區間內來檢驗仿真結果是否正確。但是，該方法沒有考慮到試驗結果的分布情況，并且，從理論上要找到合理的置信區間是比較困難的，數學上還沒有徹底解決這一難題，例如置信區間的精確解、最優解，以及小樣本總體置信區間等問題，如今都還沒有一個很好的解答。

(3)試驗比對方法

試驗比對方法是目前工程中最為常用的仿真結果檢驗方法。該方法將仿真結果與試驗數據進行比較，通過它們之間誤差的大小來確定仿真結果是否有足夠的精確度，是否能滿足工程應用的需求。該方法原理簡單，便于操作，是目前在仿真系統檢驗領域中比較熟悉和經常使用的方法。目前許多仿真人員認為，只要仿真結果與試驗數據相符就沒問題，這是一種十分危險的想法。因為表面的吻合也許只是一種巧合，不能作為判斷仿真結果正確性和可信性的主要標準。而目前這種將仿真結果與試驗數據進行比對的方法，雖然能得出仿真結果與試驗數據之間誤差的大小，但是不能判斷該誤差是系統誤差還是偶然誤差。也就是說，該方法不能科學合理地對仿真結果的正確性和可信性進行有效的判斷。

參考文獻[1]傅惠民.異方差分析方法.機械強度，2005，27(2)：196-201；參考文獻[2]傅惠民，鄔文娟.多因子異方差分析.航空動力學報，2005，20(3)：345-350；參考文獻[3]傅惠民.仿真結果統計檢驗方法.機械強度，2005，27(5)：598-603；參考文獻[4]傅惠民，鄔文娟.確定性仿真結果檢驗和因子分析方法.航空動力學報，2007，22(2)：169-174。這四篇文獻建立了仿真結果檢驗方法，可以對仿真結果的正確性和可信性進行有效的判斷。但是，鑒于在工程中，仿真結果經常有多個狀態。例如，在各種不同條件下得到的仿真結果。而當仿真結果不正確時，并非所有狀態全都仿真錯誤。此時，如何確定引起仿真結果錯誤的原因，找到修改仿真系統的方向，是當前亟待解決的難題。

發明內容

為了解決現有仿真結果檢驗方法存在的不足，本發明提出了仿真系統中仿真結果的檢驗和狀態確定方法。本發明方法只需要結合小樣本的試驗結果，就可以有效地判斷仿真結果正確與否，而且當仿真結果不正確時，還可以進一步判斷哪些狀態的仿真結果正確，哪些狀態的仿真結果不正確，從而確定引起仿真結果錯誤的原因，找到修改仿真系統的方向。本發明可用于指導仿真系統的編制和修改，它為仿真系統的購買者提供了選擇的依據，為仿真技術的開發者指明了改進的方向。

本發明提出的仿真系統中仿真結果的檢驗和狀態確定方法包括如下步驟：

步驟一、對仿真結果進行檢驗。

結合小樣本的試驗結果，根據如下檢驗公式：